鋰電池組SOH估算的方法
1、放電實(shí)驗(yàn)法
鋰電池組SOH估算使用放電實(shí)驗(yàn)法是最簡單的測(cè)量方法,對(duì)電池進(jìn)行放電,直至電池電壓接近截止電壓,則電池放出的電量與電池額定容量比值的百分比就是電池的SOH。但是放電實(shí)驗(yàn)法的缺點(diǎn)也很明顯,該方法無法在線估計(jì)電池的SOH,并且由于需要對(duì)電池進(jìn)行大電流放電,對(duì)放電設(shè)備的規(guī)格要求很高,會(huì)增加實(shí)驗(yàn)的成本,并且需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)看護(hù)。若以0.1C的電流對(duì)電池進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn),則需10小時(shí)的實(shí)驗(yàn),時(shí)間較長,同時(shí)進(jìn)行深度放電會(huì)對(duì)電池壽命造成影響。另一種放電實(shí)驗(yàn)法是對(duì)電池進(jìn)行局部放電,局部放電的精度與電池的放電深度有關(guān)
2、電壓陡降法
在電池的使用初期,根據(jù)電池電壓在發(fā)生陡降時(shí)的特性來測(cè)量鋰電池組的SOH。在電池的老化過程中,由于電池內(nèi)部物質(zhì)活性的降低,電阻變大,電池的容量和電池的陡降電壓都會(huì)發(fā)生變化,根據(jù)陡降電壓與SOH的關(guān)系來測(cè)量SOH。這種測(cè)量SOH的方法簡單快速,但是不能夠進(jìn)行在線估計(jì),并且需要恒定負(fù)載進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)。
3、電阻折算法
電池的內(nèi)阻與SOH存在一定的關(guān)系。SOH越低,電池內(nèi)阻越大,通過檢測(cè)電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù),間接計(jì)算出電池的內(nèi)阻值,然后根據(jù)SOH與電池內(nèi)阻的關(guān)系計(jì)算求得SOH。但是電池的內(nèi)阻在SOH變化范圍不大時(shí)變化不明顯,而當(dāng)電池老化嚴(yán)重時(shí)電阻值的變化較大,因而該方法在SOH變化較小時(shí),測(cè)量的誤差會(huì)較大。
4、鋰電池組SOH估算的循環(huán)次數(shù)折算法
是一種根據(jù)電池的使用次數(shù)來估算電池壽命的方法,該方法將電池的壽命等效成循環(huán)使用次數(shù)。比如電池單次SOC的變化超過10%,則認(rèn)為電池的循環(huán)次數(shù)加1,然后根據(jù)電池循環(huán)次數(shù)與SOH的關(guān)系求得電池的SOH。
5、鋰電池組SOH估算的阻抗分析法
阻抗分析法是當(dāng)今最前沿的SOH測(cè)量方法。Feder和Hlavac提出了采用單一頻率的交流信號(hào)來測(cè)量電池的SOH,但是這種方法僅在SOH值較低時(shí)精度較好。隨后Champlin提出了DFIS(離散頻率導(dǎo)抗譜)技術(shù),這個(gè)方法是對(duì)電池輸入不同頻率的信號(hào),對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來估算電池參數(shù)。
根據(jù)不同頻率的輸入電流測(cè)量得到電池的阻抗來估算電池的SOH,目前已經(jīng)應(yīng)用在電動(dòng)汽車的SOH估計(jì)中,其估計(jì)的精度較好。
綜上所述,估算SOH的方法大致可以分為兩類,一類是不基于模型的測(cè)量SOH的方法,如放電試驗(yàn)法,循環(huán)次數(shù)折算法等,一類是基于模型的SOH估計(jì)算法,如經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头ǎ娮枵鬯惴ǎ杩狗治龇ǖ取F渲蟹烹妼?shí)驗(yàn)法的測(cè)量SOH結(jié)果最為準(zhǔn)確,但是深度放電會(huì)對(duì)影響電池的壽命;電阻折算法僅將電阻作為評(píng)價(jià)SOH的依據(jù),但電池老化時(shí)電阻的變化范圍較小,因此該方法的誤差較大;經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头ㄐ枰獙?duì)電池進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn),繪制成Map圖,但是該方法有一定的局限性,針對(duì)不同的電池需要繪制不同的Map圖;阻抗分析法是目前最為前沿的方法,可以根據(jù)阻抗譜較為直觀的分析SOH的變化,但是該方法需要的成本較高,每臺(tái)設(shè)備約為5萬美元。
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